被截肢者用仿生指尖感覺質地

截肢者能夠通過手術與上臂神經連接的指尖實時感受到光滑和粗糙。此外，非截肢者的神經也可以被刺激感覺粗糙，而不需要手術，這意味著現在可以在完整的個體上開發和安全地測試截肢者的假肢觸覺。

提供這種精密觸覺信息的技術由Silvestro Micera及其團隊在EPFL(洛桑聯邦理工學院)和SSSA(Scuola Superiore Sant'Anna)以及Calogero Oddo及其團隊在SSSA開發。今天在eLife上發表的結果為開發仿生假肢提供了新的和加速的途徑，增強了感官反饋。

“這種刺激感覺幾乎就像我用手感覺的那樣，”截肢者丹尼斯·阿博索倫森說，這個人工指尖與他的樹樁有關。他繼續說道，“我仍然感覺到我的失手，它總是握緊拳頭。我感覺到我的幻影手的食指尖端的紋理感覺。”

Sørensen是世界上第一個使用仿生指尖識別紋理的人，該指尖連接到通過手術植入其殘端上方的電極。

Sørensen手臂上的神經連接到配有傳感器的人造指尖。一臺機器控制指尖在不同的塑料件上的運動，這些塑料雕刻有不同的圖案，光滑或粗糙。當指尖移過紋理塑料時，傳感器產生電信號。這個信號被翻譯成一系列電子尖峰，模仿神經系統的語言，然后傳遞給神經。

Sørensen可以在96%的時間內區分粗糙和光滑的表面。

在之前的一項研究中，索倫森的植入物與感覺增強的假手連接，使他能夠識別形狀和柔軟度。在這本關于eLife期刊紋理的新出版物中，仿生指尖獲得了更高水平的觸摸分辨率。

模擬非截肢者的觸覺

對非截肢者進行同樣的實驗測試粗糙度，無需手術。觸覺信息通過精細的針頭傳遞，這些針頭通過皮膚暫時附著在手臂的正中神經上。非截肢者能夠在77%的時間內區分紋理粗糙度。

但這些關于仿生指尖觸摸的信息是否真的與真實手指觸摸的感覺相似?科學家通過比較非截肢者的腦波活動，一次用人工指尖然后用他們自己的手指來測試這一點。由受試者頭部的EEG帽收集的腦部掃描顯示，大腦中的激活區域是類似的。

研究表明，針頭以與植入電極大致相同的方式傳遞有關紋理的信息，為科學家提供了新的協議來加速提高假肢的觸摸分辨率。

“這項研究融合了基礎科學和應用工程學：它提供了額外的證據，表明神經修復學的研究可以促進神經科學的爭論，特別是關于人類觸覺的神經元機制，”SSSA生物機器人研究所的Calogero Oddo說。“它還將被翻譯成其他應用，例如用于手術，救援和制造的機器人人工觸摸。”